Hiện nay, “nước cứng” là một cụm từ được rất nhiều người nhắc tới. Tuy nhiên, do bản chất của nước là chất lỏng, cụm từ này gây không ít lúng túng cho nhiều người. Vậy nước cứng là gì? Nước cứng gây ra những tác hại gì trong đời sống? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!

Nước cứng là gì?

Khái niệm

Nước cứng là loại nước có chứa hàm lượng cation Canxi (Ca2+) và Magie (Mg2+) trong 1 lít nước cao vượt quá mức cho phép. Tổng hàm lượng ion Ca2+ và Mg2+ biểu thị tính chất của nước cứng, trong đó, nước chứa nhiều Mg2+ có vị đắng.

Nước mềm chứa hàm lượng Ca2+ và Mg2+ phù hợp, ít hoặc không chứa các ion Canxi (Ca2+) và Magie (Mg2+). Người ta chia nước cứng thành 3 loại:

• Nước cứng tạm thời: do các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 gây ra. Nước cứng tạm thời khi đun sôi sẽ không còn tính cứng do muối Hiđrocacbonat bị nhiệt phân thành muốn không tan.
• Nước cứng vĩnh cửu: tính cứng vĩnh cửu của nước do các loại muối MgCl2, CaCl2, CaSO4 gây ra. Nước cứng vĩnh cửu không thể khắc phục bằng nước đun sôi.
• Nước cứng toàn phần: là loại nước có cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu, nghĩa là nó chứa cả các muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 và muối MgCl2, CaCl2, CaSO4. 

Nguyên nhân gây ra nước cứng

Nước có độ cứng cao thường là từ các nguồn nước ngầm. Nước ngầm đi qua các lớp đất đá, các lớp đá vôi, trầm tích từ đó hoà tan các ion Ca2+, Mg2+,… trong các lớp trầm tích, đá vôi… làm tăng độ cứng trong nước. Nước ở ao hồ, sông suối cũng có thể bị tăng độ cứng do nguyên nhân này.

Khi xử lý nguồn nước ngầm để cung cấp cho người dân, nhiều trạm xử lý nước chưa có biện pháp xử lý nước cứng triệt để nên ở nhiều vùng, nguồn nước máy vẫn bị tình trạng cứng.

Dấu hiệu nhận biết của nước cứng

Là một trong những tình trạng thường gặp tại các khu dân cư hay hộ gia đình nên khi nước cứng xuất hiện, bạn cần nhận biết các hiện tượng dưới đây để có cách xử lý hoặc khắc phục tác hại. Các dấu hiệu nhận biết này như sau:

• Các đốm trắng xuất hiện trên đồ thuỷ tinh hoặc gương, kính khi khô.
• Gương kính trong nhà vệ sinh không trong suốt (bị bám trắng hoặc bị mờ dù lau chùi, tẩy rửa).
• Các mảng dày bám trắng sót lại trong ấm đun nước.
• Vòi nước, ống nước thường hay bị bám một lớp bột như đá vôi.
• Khi pha trà, cafe có lớp váng mỏng xuất hiện. Thức uống pha bị giảm bớt mùi thơm, hương vị.
• Thùng máy giặt bị đóng cặn trắng và có thể bị tắc.
• Bột giặt, xà phòng cùng các sản phẩm tẩy rửa khác bị giảm lượng bọt.
• Nước đá từ nước cứng có màu đục và tan nhanh hơn so với nước sạch

Tác hại của nước cứng

Trong đời sống hằng ngày

Suy giảm khả năng tạo bọt của xà phòng. Bên cạnh đó, giảm tác dụng tẩy rửa do nước cứng tạo ra muối canxi không hoà tan, làm mục vải nhanh, gây cũ quần áo, khô da, khô tóc. Hơn nữa, các dụng cụ đun nấu nướng như: bình nóng lạnh hay nồi hơi dễ bị dính cặn, hư hao nhanh chóng.

Lớp CaCO3 hình thành do nước có thể tạo thành 1 lớp cách nhiệt dưới đáy nồi hơi, làm giảm khả năng dẫn và truyền nhiệt, làm tiêu hao điện năng gây lãng phí. Nước cứng lắng cặn còn gây tắc ứ các đường nước, tạo các mảng bám dày hoặc các vệt ố vàng trên nhiều vật dụng trong nhà. Sử dụng nước cứng cũng làm giảm công năng và tuổi thọ của nhiều thiết bị điện, vật dụng.

Đối với sức khoẻ

Dùng nước cứng tắm gội hằng ngày sẽ gây khô da, khô tóc hay mẩn ngứa. 

Nước cứng tạm thời khi đi vào cơ thể thì muối bicarbonat bị phân huỷ tạo thành muối cacbonat kết tủa (Ca(HCO3)2 => CaCO3). CaCO3 không thấm qua được thành ruột và động mạch nên tích tụ trong các cơ quan của cơ thể, lâu ngày sẽ tích tụ tạo thành sỏi thận, sỏi tiết niệu hoặc làm tắc thành trọng của động mạch, tĩnh mạch do đóng cặn vôi gây nguy hiểm đến sức khoẻ. 

Khi pha đồ uống, nấu ăn nước cứng thường làm mất vị ngon tự nhiên, giảm hương vị của thực phẩm. Đặc biệt, nước cứng làm thay đổi rõ rệt màu sắc, mùi vị của sữa, cà phê, trà,… làm các loại này có màu đậm hơn, ít ngọt và ít thơm, vị chát hoặc vị ngang. 

Ngoài ra, bạn không nên dùng nước cứng để sắc thuốc. Các loại thuốc nam hay thuốc bắc khi kết hợp với ion trong nước này gây biến đổi thành phần thuốc, có thể gây ra một số tác dụng phụ nguy hiểm.

Trong công nghiệp

Tại các nồi áp suất của tua bin hơi nước ở nhiều nhà máy, việc sử dụng nước cứng ở nhiệt độ cao sẽ dẫn đến dẫn nhiệt kém. Vì Ca(HCO3)2 dễ bị nhiệt phân tạo thành CaCO3 – là chất kết tủa, tạo nên lớp cách nhiệt ngay dưới đáy và cản trở quá trình dẫn nhiệt. Ngoài ra, các mảng bám này còn tăng nguy cơ bịt kín nhiều lỗ van an toàn khiến hơi nước không thoát ra được. Điều này làm tăng áp suất trong nồi lên mức nguy hiểm, có khả năng gây cháy nổ.

Một số ngành công nghiệp không thể dùng nước cứng, nếu độ cứng vượt giới hạn cho phép (tuỳ mục đích sử dụng) thì phải làm mềm hoá nước.

Nước cứng làm cho các thiết bị công nghiệp như nồi hơi, thiết bị lạnh… dẫn đến tình trạng bám cặn trên bề mặt thiết bị đun nấu, làm giảm hệ số lưu thông, lưu lượng trên đường ống, dần dần có thể gây áp lực lớn gây nổ nồi hơi.

Trong nông nghiệp

Nước cứng có xu hướng liên kết với các dinh dưỡng của đất gây cản trở việc hấp thụ, vận chuyển nước và chất dinh dưỡng vào cây trồng, khiến cây gặp khó khăn trong việc quang hợp. Vì vậy, cây sẽ kém phát triển, còi cọc dẫn tới năng suất bị giảm sút. 

Khi đất canh tác sau một thời gian được tưới nước cứng sẽ tồn đọng các muối thừa như: CaCO3, MgCO3,… nếu những nơi không có không có lượng mưa nhiều để rửa trôi các muối dư thừa này sẽ khiến chúng tích tụ và gây nhiễm mặn cho đất. Theo thời gian, đất bị nhiễm mặn sẽ khiến cấu trúc đất liên kết lại với nhau và làm cho bề mặt đất trở nên trơ cứng. Khi đó, nước và các chất dinh dưỡng sẽ bị cản trở tiếp cận với rễ cây khiến cây trồng không phát triển được và dễ bị sâu bệnh tấn công. 

Ngoài ra, khi nước cứng lưu thông trong các đường ống tưới tiêu sẽ để lại cặn làm giảm hiệu quả của hệ thống tưới. Theo thời gian hệ thống có thể bị tắc nghẽn, điều này rất hay gặp phải với hệ thống tưới nhỏ giọt.

Cách xử lý hiệu quả nước cứng

Xử lý nước cứng là làm giảm nồng độ ion Ca2+ và Mg 2+ trong nước sao cho nồng độ 2 ion này còn trong nước ở mức phù hợp nhất, một số chất làm mềm nước cứng tạm thời dưới đây gồm:

Xử lý nước cứng bằng hạt nhựa trao đổi ion

Hạt nhựa trao đổi ion là loại hạt không hoà tan và có chứa các ion có thể dễ dàng trao đổi với các ion Ca2+ và Mg2+ trong dung dịch phản ứng với nó, từ đó làm mềm nước.

Nguyên lý của hoạt động này dựa trên việc sử dụng hạt nhựa trao đổi ion thay thế các ion tự do có hại trong nước. Trong đó, các muối Kali và Natri có khả năng tan hoàn toàn trong nước, vô hại nên dùng thay thế Magie và Canxi trong nước cứng. Phản ứng này sẽ tách Mg2+, Ca2+ trong nước, hoán vị với K+ và Na+. Đây là phương pháp tối ưu vì có chi phí tốt nhất lại dễ áp dụng.

Xử lý nước cứng bằng hoá chất

Phương pháp này sẽ pha các hoá chất khác nhau vào nước để kết hợp với ion Ca2+ và Mg2+ tạo thành các hợp chất không tan trong nước.

Xử lý nước cứng bằng phương pháp nhiệt

Đun nóng hoặc chưng cất nước cứng để muối hiđrocacbonat bị nhiệt phân bằng muối không tan. Phương pháp này thường chỉ hiệu quả đối với nước cứng tạm thời. 

Đây được xem là phương pháp phổ biến được nhiều gia đình sử dụng, nước cứng sẽ được làm mềm hiệu quả bởi các phản ứng hoá học, dưới các tác động của nhiệt lượng lớn. Phản ứng xảy ra như sau:

• Ca(HCO3)2 => CaCO3 + H2O + CO2
• Mg(HCO3)2 => MgCO3 + H2O + CO2

Lúc này, ở cả 2 phản ứng trên đều giải phóng khí CO2, tạo kết tủa MgCO3, CaCO3 được lắng đọng dưới đáy ấm. Do đó, đối với phương pháp đun sôi này, tích tụ các mảng bám lâu ngày dẫn đến việc hỏng hóc các thiết bị, tác động đến chất lượng nước và ảnh hưởng đến sức khoẻ.

Xử lý nước cứng bằng phương pháp tổng hợp

Là phương pháp phối hợp 2 trong 3 phương pháp trên.

Xử lý nước cứng bằng máy lọc nước

Xử lý nước cứng bằng cách lọc qua màng bán thấm, thẩm thấu ngược (RO) hoặc công nghệ lọc Nano cũng là cách an toàn và hiệu quả. Các loại máy lọc nước trên dựa theo nguyên lý trao đổi ion để làm mềm nước, khử vôi. Đồng thời qua các màng lọc RO, Nano, các cặn Canxi, Magie còn sót lại trong nước sẽ được màng lọc giữ lại và đẩy ra ngoài theo dòng nước thải.

Ngoài ra, công nghệ lọc nước điện giải cũng khá là phổ biến và được nhiều gia đình ưa chuộng, công nghệ được gói gọn trong chiếc máy lọc nước ion kiềm. Theo đúng tính chất, máy sẽ điện phân nước đã làm sạch (đạt chuẩn) bằng các điện cực trái dấu, theo đó tại điện cực âm và điện cực dương đồng thời tạo ra 2 loại nước: Nước có tính kiềm (gọi là nước ion kiềm), giàu OH- và H2) và nước axit (tại điện cực dương, chứa O2 và H+), như vậy cấu tạo máy lọc nước điện giải gồm bộ lọc nước (thường là UF) và Bộ điện phân.

Đối với máy lọc nước của AlkaViva, đây là thiết bị chuẩn y tế tạo nước uống tốt cho sức khoẻ đến từ Mỹ được các chuyên gia đánh giá rất cao. Đây là xu hướng chăm sóc sức khoẻ mới của xã hội thay vì sử dụng các công nghệ màng lọc như trước đây và được công nhận mang lại lợi ích tuyệt vời:

• Tạo ra 8 loại nước đa chức năng với dải pH rộng
• Lọc toàn diện với bộ lọc UltraWater độc quyền
• Tạo nước có chỉ số Hydro hoà tan cao và oxy hoá khử ORP thấp
• Cấu trúc phân tử nước siêu nhỏ, gấp 5 lần phân tử nước thông thường
• Tạo ra loại nước ion chứa nhiều vi khoáng tự nhiên có lợi cho sức khoẻ: Na, K, Ca, Mg,…
• Các chứng nhận chất lượng và nguồn gốc từ những tổ chức uy tín nhất trên khắp thế giới (ISO, EPA, NSF, KDFA, Pasteur VN, Quatest 3 VN,…)

Qua bài viết này, chắc hẳn bạn đã hiểu hơn về nước cứng và cách khắc phục nước cứng, hiểu được nước cứng là gì để có biện pháp xử lý thích hợp tạo nước đạt chất lượng phục vụ cho sinh hoạt hằng ngày.